Прочность ткани на разрыв при растяжении
ГОСТ 30303-95
(ИСО 1421-77)
Группа Л69
ОКС 83.140*
ОКСТУ 2566
____________________
* В указателе «Национальные стандарты» 2006 г.
ОКС 59.080.40. — Примечание «КОДЕКС».
Дата введения 1997-01-01
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский институт резиновой промышленности» (АО «НИИРП»)
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8-95 от 12 октября 1995 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Белоруссия | Белстандарт |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Таджикистан | Таджикский государственный центр по стандартизации, метрологии и сертификации |
Туркменистан | Главная государственная инспекция Туркменистана |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 1421-77 «Ткани с резиновым или пластмассовым покрытием. Определение прочности на разрыв и удлинения при разрыве» и содержит дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 4 сентября 1996 г. N 558 межгосударственный стандарт ГОСТ 30303-95 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.
5 ВЗАМЕН ГОСТ 16010-70 (в части методов определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве)
0 ВВЕДЕНИЕ
Нагрузка при испытании до разрыва образца текстиля или ткани с покрытием зависит от ширины и длины испытуемого образца, содержания влаги в нем и скорости, с которой достигается разрушающая нагрузка. Кроме того, фактические изменения нагрузки могут быть вызваны недостатками испытательных машин вследствие инерционных и функциональных влияний. Невозможность закрепить испытуемый образец по ширине может привести к низким значениям нагрузки из-за частичного выползания испытуемого образца из зажимов испытательной машины.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт устанавливает метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве вырезанных полосок ткани с резиновым или пластмассовым покрытием, влажной или сухой, с использованием следующих типов машин:
А — с постоянной скоростью нагружения;
В — с постоянной скоростью траверсы;
С — с постоянной скоростью удлинения образца.
Результаты испытания конкретной ткани зависят от применяемого метода, особенно когда ткань имеет большое удлинение при разрыве.
Настоящий метод не пригоден для материалов на основе тканей сетчатой структуры или трикотажных тканей.
Дополнения и изменения, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.
2 ССЫЛКИ
ГОСТ 29062-91 Ткани с резиновым или пластмассовым покрытием. Стандартные условия для кондиционирования и проведения испытаний
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте используются следующие определения:
3.1 Разрывная нагрузка — максимальная нагрузка в ньютонах, приложенная к испытуемому образцу при растяжении его до разрыва.
3.2 Удлинение при разрыве — удлинение при разрывной нагрузке в процентах от первоначальной длины.
4 СУЩНОСТЬ МЕТОДА
Растяжение прямоугольной полоски ткани соответствующим способом до ее разрыва. Определение разрывной нагрузки и удлинения при разрыве по визуальным наблюдениям или по самописцу.
5 АППАРАТУРА
5.1 Общие требования
Машины для испытания на растяжение должны быть оснащены средствами, показывающими или (предпочтительнее) записывающими как максимальную нагрузку, приложенную к испытуемому образцу при растяжении его до разрыва, так и соответствующее удлинение испытуемого образца. Погрешность максимальной нагрузки по показывающему или записывающему прибору в любой точке в диапазоне использования машины не должна превышать ±1% этой нагрузки, а погрешность максимального разделения захватов по показывающему или записывающему прибору не должна превышать 1 мм. Центральные точки обоих захватов машин должны располагаться на линии растяжения, а их сжимающие поверхности должны находиться в одной и той же плоскости. Захваты должны удерживать испытуемый образец без выползания и сконструированы таким образом, чтобы они не разрезали или иным способом не ослабляли испытуемый образец и были шире подготовленного образца. Поверхность захватов должна быть предпочтительно гладкой и плоской, если образец не может удовлетворительно удерживаться захватами с плоскими поверхностями даже с уплотнением, можно использовать гравированные или рифленые захваты. Подходящими прокладочными материалами для использования в захватах гладкого или рифленого типа являются бумага, сукно, кожа, пластмассовые или резиновые листы. Могут быть предусмотрены также средства для измерения свободной длины между захватами. Данный метод более точен по сравнению с удлинением, регистрируемым между захватами, поскольку образование шейки используемого образца вблизи захватов или незначительное выползание из захватов мало влияет на центральную часть испытуемой полоски.
5.2 Машины с постоянной скоростью нагружения
После первых 10 с испытания скорость возрастания нагрузки не должна отличаться больше чем на 25% от средней скорости увеличения нагрузки в течение всего периода испытания.
Машина должна прикладывать требуемую нагрузку в течение (60±10) с. Требуемая нагрузка должна соответствовать нормированной разрывной нагрузке (установленной в нормативной документации) или, если минимальная разрывная нагрузка не нормирована, средней разрывной нагрузке, определенной из предварительных экспериментов.
5.3 Машины с постоянной скоростью траверсы
После первых 5 с испытания средняя скорость перемещения растягивающего захвата в любом интервале 2 с не должна отличаться больше чем на 5% от средней скорости траверсы на протяжении всего периода испытания.
Допускается использовать машину с безынерционным силоизмерителем. Для машины с маятниковым силоизмерителем шкалу нагрузок выбирают так, чтобы измеряемая сила составляла от 20 до 90% предельного значения шкалы.
Скорость перемещения растягивающего захвата должна быть (100±10) мм/мин.
5.4 Машины с постоянной скоростью удлинения
Для этих машин скорость перемещения растягивающего захвата должна быть такой, чтобы разрыв происходил за (60±10) с.
6 ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
6.1 Проба должна быть отобрана таким образом, чтобы ее края находились на расстоянии не менее 0,1 м от кромки и не менее 1 м от конца рулона.
Из пробы вырезают полоски шириной (50,0±1,0) мм и достаточной длины, чтобы расстояние между краями пар захватов составляло (200,0±1,0) мм.
Пять испытуемых образцов должны быть вырезаны в продольном направлении и пять — в поперечном, исключая кромки. Там, где это возможно, нить основы или утка должна быть удалена с одного отрезанного края, прежде чем отмечают ширину каждого испытуемого образца, чтобы гарантировать параллельность волокон испытуемой полоски, при искривлении и перекосе необходимо придерживаться направления нитей. Если наблюдается такое искривление, это отмечают в протоколе вместе с результатами испытаний.
6.2 Для проведения испытаний выкраивают образцы длиной (400±15) мм, для прорезиненных тканей с покрытием при разрывной нагрузке более 1960 Н (200 кгс) — длиной (450±15) мм.
При испытании особо прочных прорезиненных тканей допускается выкраивать образцы шириной 25 мм плюс-минус толщина одной нити с последующим пересчетом на ширину 50 мм.
Образцы на отобранных пробах размечают согласно рисунку.
К — кромка с участком ткани с покрытием;
О — образцы по основе,
У — образцы по утку.
6.3 Подготовка и раскрой образцов по основе и утку из отобранных проб.
6.3.1 Полоски параллельно дублированных тканей выкраивают со стороны более прочного текстиля, а для равнопрочных слоев — с любой стороны.
При отсутствии на поверхности диагонально дублированных многослойных тканей параллельного слоя образцы выкраивают с любой стороны в продольном и поперечном направлениях.
Образцы тканей с покрытием по утку выкраивают так же, как и по основе.
6.3.2 Для однослойных и многослойных параллельно дублированных тканей при разрывной нагрузке суровой ткани до 490 Н (50 кгс) делают надрез в направлении основы и надрывают ткань на длину (400±15) мм, затем размечают и выкраивают образцы шириной (50±1) мм.
Для многослойных параллельно дублированных тканей раскрой проводят по любому наружному параллельному слою.
6.3.3 Для многослойных диагонально дублированных тканей при разрывной нагрузке суровой ткани до 490 Н (50 кгс) делают надрез в направлении основы по прямому слою ткани длиной 30-40 мм, через 10 мм надрез повторяют параллельно первому надрезу. Образовавшийся конец шириной 10 мм тянут в направлении основы на длину (400±15) мм. Затем выкраивают образцы шириной (50±1) мм, начиная от отслоенной полоски.
6.3.4 Для однослойных и многослойных параллельно или диагонально дублированных тканей при разрывной нагрузке суровой ткани более 490 Н (50 кгс) делают надрез в направлении основы длиной (400±15) мм или (450±15) мм, удаляют поврежденные крайние нити и последовательно размечают образцы шириной (55±2) мм. После этого образцы вырезают и удаляют лишние нити до получения ширины (50±1) мм.
7 КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ
Для всех видов испытания минимальное время между изготовлением и испытанием ткани должно составлять 16 ч.
По возможности, время между изготовлением и испытанием не должно превышать 3 месяцев. В других случаях испытания должны проводиться в течение 2 месяцев со дня получения ткани потребителем.
Испытуемые образцы должны кондиционироваться в соответствии с ГОСТ 29062.
Если требуется определить свойства влажного материала, образцы помещают в дистиллированную воду, содержащую 1 объемный процент этанола, на 24 ч при одной из стандартных лабораторных температур.
Образцы должны быть вырезаны до погружения. Сразу после извлечения образцов из воды их следует промокнуть между двумя листами промокательной бумаги и испытать.
8 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
Устанавливают захваты на расстоянии (200±1) мм друг от друга. Зажимают испытуемый образец по центру в захватах так, чтобы его продольная центральная линия проходила через центральные точки передних краев захватов. Прикладывают соответствующее предварительное натяжение:
2 Н — для тканей до 200 г/м включительно;
5 Н — для тканей свыше 200 и до 500 г/м включительно;
10 Н — для тканей более 500 г/м.
Если требуется измерить удлинение свободной длины, отмечают калибровочные линии на соответствующем расстоянии друг от друга поперек испытуемого образца.
Включают любое устройство для считывания разрывной нагрузки и удлинения при разрыве, приводят в действие движущийся захват и растягивают испытуемый образец до разрыва.
Эту операцию повторяют для каждого испытуемого образца. Испытания не учитывают, если испытуемый образец выползает или разрывается в захватах машины.
9 РАСЧЕТ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Записывают разрывную нагрузку в ньютонах каждого из пяти испытуемых образцов в каждом направлении и рассчитывают среднее значение. Выражают его в процентах от первоначальной длины между захватами (200) мм или в процентах от калибровочной длины при измерении удлинения свободной длины.
10 ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ
Протокол испытания должен содержать следующие данные:
среднюю разрывную нагрузку в ньютонах при испытании полоски шириной 50 мм в каждом направлении;
среднее удлинение при разрыве в процентах в каждом направлении.
Если было измерено удлинение свободной длины, указывают удлинение при разрыве в процентах, как удлинение свободной длины при разрыве;
тип используемой испытательной машины (А, В или С);
во влажном или сухом состоянии проводилось испытание;
обозначение ткани;
обозначение стандарта;
дату испытания.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1997
Источник
Разрывной нагрузкой называется наибольшее усилие, выдерживаемое прямоугольным образцом стандартного размера к моменту разрыва. По принятой в настоящее время системе единиц величина разрывной нагрузки определяется в кГ. По Международной системе единиц ее выражают в единицах силы — ньютонах (н), имеющих размерность кГм/сек (1 кГ = 9,81 н). Показатели разрывных нагрузок для каждого вида материала стандартизованы. Несоответствие цифровым показателям, указанным в ГОСТе, является сигналом недоброкачественности материала. Поэтому показатели прочности остаются основным критерием оценки механических свойств материалов, несмотря на то что испытываемые ими усилия как в процессах швейного производства, так и при эксплуатации одежды составляют лишь небольшую часть разрывных усилий. Даже в прилегающей одежде при резких движениях человека на наиболее напряженных участках (спинка по линии проймы, участок локтя в рукаве и др.) материал испытывает нагрузки, не превышающие 5—10% от разрывных. Чаще они составляют лишь 0,5—1,5 кГ. Разрывное напряжение σр представляет собой отношение прочности Рр к площади S поперечного сечения образца
Разрывным напряжением пользуются для характеристики прочности твердых материалов. Для текстильных материалов, особенно таких, как ткани, трикотажные и нетканые полотна, этот способ выражения относительной прочности, требующий определения площади поперечного сечения испытываемого образца, затруднителен. Между волокнами и нитями находятся воздушные прослойки, поперечные сечения волокон неправильны, многие имеют в середине канал. В результате этого определение действительной площади поперечного сечения материала практически невозможно. Поэтому для текстильных материалов площадь поперечного сечения определяется расчетным путем. Так как объем материала v равен произведению площади поперечного сечения S на длину L, а вес g объему, умноженному на объемный вес β, то
откуда
Чаще же в текстильном материаловедении для характеристики относительной прочности нитей и тканей пользуются разрывной длиной. Разрывной длиной Lp называется та условная длина, при которой вес (масса) g образца приближенно равен его прочности (разрывной нагрузке) Р. Прочность Р образца всегда во много раз превосходит его вес g, соответственно во столько же раз разрывная длина Lp больше фактической длины L образца:
Принимая приближенно числовые значения кГ и кг равными, получаем разрывную длину в км. Между разрывной длиной и разрывным напряжением существует зависимость. Подставляя в формулу разрывного напряжения значение 5, имеем:
откуда
т. е. разрывная длина равна отношению разрывного напряжения к объемному весу материала.
Зная вес 1 м2 ткани g1, определяют вес образца, который при ширине 50 мм и длине L равен:
Подставляя в формулу разрывной длины полученные значения, имеем:
Так как при определении прочности ткани в разрыве участвует какая-то одна система нитей — основа или уток, а прочность относится к весу всего квадратного метра ткани, разрывная длина при различной доле веса основных и уточных нитей не в полной мере отражает действительное отношение прочности ткани к единице ее веса.
Для устранения этого недостатка предложено в формулу разрывной длины ввести коэффициент, учитывающий долю веса системы нитей, подвергающейся разрыву:
где А — доля, которую составляет от веса 1 м2 ткани вес системы нитей, подвергающейся разрыву.
Разрывным удлинением называется деформация, возникающая под действием растягивающей нагрузки к моменту разрыва материала. Разрывное удлинение определяется в абсолютных единицах (мм) как разность конечной LK и первоначальной L0 длины образца:
Рис. 11-4. Диаграмма растяжения материалов для одежды (нечетными цифрами обозначены кривые по основе или длине, четными — по утку или ширине):
1—2 — ткань хлопчатобумажная; 3—4 — полотно льняное; 5—6 — ткань шерстяная гребенная костюмная; 7—8 — трикотаж хлопчатобумажный (гладь); 9—10 — нетканый материал прошивной хлопчатобумажный или в процентах от первоначальной длины (относительное удлинение):
Величина одной конечной деформации в момент разрыва не дает представления о ходе деформации материала, происходящей под действием возрастающей нагрузки. Графическое выражение зависимости удлинения материала от действующей на него нагрузки в течение всего испытания дают диаграммы растяжения. По оси ординат откладывают нагрузку Р или напряжение а, по оси абсцисс — удлинение в абсолютных величинах l или в процентах ε. В большинстве случаев в начале нагружения происходит быстрое удлинение материала, которое по мере увеличения нагрузки замедляется (рис. 11-4). Приближенно кривые растяжения материалов для одежды могут характеризоваться уравнением параболы.
где Р — нагрузка в кГ; ε — относительное удлинение в %; l — абсолютное удлинение в мм; а, β, п — коэффициенты, зависящие от волокнистого состава и структуры материала.
В процессах швейного производства, а также при эксплуатации готовых изделий материалы для одежды подвергаются нагрузкам, которые значительно меньше разрывных.
Рис. 11-5. Диаграмма работы разрыва ткани
Поэтому особый интерес представляет величина деформации материала на первых этапах его нагружения. Материалы с одинаковым разрывным удлинением, но различно деформирующиеся на начальных стадиях растяжения, совершенно по-разному ведут себя при настилании, раскрое, пошиве, влажно-тепловой обработке, а также в изделиях при их эксплуатации. Разными должны быть для них и припуски на свободное облегание фигуры и свободу движений. Чтобы не стеснять движений человека и не вызывать преждевременной усталости материала, припуски в изделиях из малорастягивающихся материалов должны быть больше. Интервалы безразличия при построении ростовочно-полнотного ассортимента одежды должны устанавливаться с учетом способности материала растягиваться. Так как одежда из легко растягивающихся материалов, например трикотажных полотен, подходит людям со значительно большим диапазоном размерных признаков, то и выпускается она в меньшем ассортименте размеров, чем одежда из тканей.
Работа разрыва показывает, какое количество энергии затрачивается на то, чтобы преодолеть энергию связи между частицами материала и довести его до полного разрушения. Характеризуется работа разрыва Rp геометрической площадью, ограниченной кривой разрыва и максимальными координатами Pv и lр (рис. 11-5):
где т) — коэффициент полноты диаграммы, определяемый отношением площади, ограниченной кривой растяжения, ко всей прямоугольной площади диаграммы, ограниченной сторонами Рр и lр, откуда
Практически площадь под кривой растяжения определяется планиметрически. При выпуклой кривой коэффициент полноты диаграммы и, следовательно, работа разрыва больше, при вогнутой — меньше. Таким образом, коэффициент полноты диаграммы характеризует относительную работу, затрачиваемую на разрыв образца. Чем больше коэффициент полноты диаграммы, тем лучше материал сопротивляется разрыву.
Работа разрыва материалов, имеющих большее удлинение при небольшой прочности, может быть больше, чем материалов с большой прочностью, но малой растяжимостью. Например, трикотаж несмотря на значительно меньшую, чем у тканей, прочность и большую растяжимость требует для разрыва большей затраты энергии, чем некоторые ткани. Для получения сравнимых результатов работы разрыва материалов с различным весом (массой) или объемом, вводится понятие относительной (удельной) работы разрыва, т. е. работы, отнесенной к единице массы rg или единице объема rv:
Источник